mmicLes MMIC (Microwave Monolithic IC) ou "gain blocks" sont, en quelques années devenus incontournables dans les circuits d'amplifications HF. Physiquement, ils ressemblent à de petits transistors à quatre pattes en boîtiers plastiques ou céramiques.

Le but de cette page est d'essayer de vous donner quelques indications pour utiliser au mieux ces MMIC.

L'emploi des MMIC ne nécessite qu'un nombre limité de composants externes. Leurs principaux avantages sont un gain important, une bonne adaptation en impédance, une bande passante très importante et finalement, ce qui nous intéresse le plus, une mise en oeuvre "relativement" aisée.
La configuration interne est une paire de transistors en montage Darlington entourée de quelques résistances.

 
Schéma interne

theorie Comme les transistors bipolaires, ces circuits travaillent plus en courant qu'en tension. Pour la meilleure stabilité de fonctionnement, l'idéal est d'avoir une alimentation à courant constant.
En pratique, on utilise le plus souvent une source de tension stabilisée et une résistance de polarisation.
Les résistances internes déterminent le point de fonctionnement des transistors et sont calculées pour obtenir les meilleurs performances.
Les impédances d'entrée et de sortie sont très proches de 50 Ohms lorsque le MMIC est bien polarisé.

 
 
 
 
Circuit de polarisation

polar3 La polarisation d'un MMIC dépend du modèle. Les données constructeur donnent en général le courant de polarisation Id ainsi que la tension de service Ud.

Lorsque la tension d'alimentation Vcc est au moins supérieure de 2 V à Ud, on peut utiliser le montage suivant.
La résistance Rpolar = (Vcc-Ud)/Id, sa puissance est bien sûr déterminée par Rpolar*Id². Il sera parfois nécessaire de mettre 2 résistances en parallèle pour dissiper la puissance.

 


 

 

Plus la différence entre tensions de service Ud et Vcc est importante, plus le fonctionnement sera stable et indépendant de l'alimentation.
Si la valeur de Rpolar est polar
supérieure à au moins 10 fois l'impédance de sortie 50 Ohms, la self de choc peut être omise.
On obtient alors le montage le plus simple suivant :

 

 

 

 
Influence de la self de choc dans le circuit de sortie :

Du point de vue impédance du montage, voici ce qui se passe.
self

On comprend mieux l'intérêt d'utiliser une self de choc et une résistance de polarisation élevée. Sans ces précautions, le gain chute et la sortie est désadaptée en impédance.
La self devra avoir une réactance égale à au moins 10 fois la valeur de l'impédance de sortie (500 Ohms) à la fréquence d'utilisation la plus basse. Elle devra être exempte de résonance série parasite jusqu'à la fréquence la plus élevée.

 
Recommandations générales :

Les caractéristiques des capacités de blocage d'entrée et de sortie ne doivent pas être négligées. Leur réactances doivent être suffisamment faible pour ne pas influencer le ROS d'entrée et sortie du montage.
Elles doivent être exemptes de résonances parasites dans la gamme de fréquences utilisées.

Il faut minimiser les longueurs des pattes de connexion.

En cas de montage sur circuit imprimé, il faut veiller à ce que l'impédance des pistes menant à l'entrée et à la sortie soit de 50 Ohms. Il faut donc les calculer suivant la technique des microstrips. Pour un ordre d'idée, sur du circuit imprimé epoxy d'épaisseur 1,5 mm avec 35 microns de cuivre, cela donne des pistes d'environ 2,8 mm de large.

Veillez à ce que les MMIC ne travaillent pas à saturation, en particulier si vous les cascadez.

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